UNS C70600 C70620 C7060X C71500 C71520 C71640 Χαλκός-Βαθμοί και ιδιότητες κράματος νικελίου

Τι είναι τα κράματα χαλκού-νικελίου (CuNi);

Τα κράματα χαλκού-νικελίου, επίσης γνωστά ως χαλκονικέλιο, είναι κράματα με βάση τον χαλκό- στα οποία το νικέλιο είναι η κύρια προσθήκη κράματος και η περιεκτικότητα σε ψευδάργυρο δεν μπορεί να υπερβαίνει το 1%. Το νικέλιο είναι πλήρως διαλυτό στον χαλκό, επομένως οι εμπορικές ποιότητες CuNi είναι μονοφασικά στερεά διαλύματα. Αυτή η δομή στηρίζει τον συνδυασμό σκληρότητας, θερμικής σταθερότητας και αντοχής στο ρέον θαλασσινό νερό. Ο σίδηρος και το μαγγάνιο είναι σκόπιμες προσθήκες και όχι ακαθαρσίες: ο σίδηρος βελτιώνει σημαντικά την αντίσταση στη διάβρωση-τη διάβρωση σε θαλασσινό νερό γρήγορης ροής-και σε άλλα επιθετικά νερά, ενώ το μαγγάνιο υποστηρίζει τη θερμή εργασιμότητα και βοηθά στη σταθεροποίηση της προστατευτικής μεμβράνης της διάβρωσης-του προϊόντος.

Οι διεθνώς αναγνωρισμένες ονομασίες για αυτήν την οικογένεια είναι οι αριθμοί UNS C70600, C70620, C7060X, C71500, C71520 και C71640. Αντιστοιχούν στις παραδοσιακές εμπορικές περιγραφές CuNi 90/10 και CuNi 70/30 και σε σίδηρο- και μαγγάνιο-τροποποιημένο ποιότητας 70/30 και παρέχονται ως σωλήνας, σωλήνας, πλάκα, φύλλο, ράβδος, ράβδος και σφυρηλάτηση χωρίς συγκόλληση και συγκόλληση.

Εύρος Βαθμών, Πρότυπα και Χημική Σύνθεση

Μια διάταξη αξίζει να συμφωνηθεί στο στάδιο της έρευνας. Όταν το προϊόν προορίζεται για επακόλουθη συγκόλληση και καθορίζεται έτσι από τον αγοραστή, ο ψευδάργυρος πρέπει να είναι 0,50% μέγ., μόλυβδος 0,02% μέγ., φώσφορος 0,02% μέγ., θείο 0,02% μέγιστο. και άνθρακα 0,05% μέγ. Αυτά τα πιο σφιχτά υπολείμματα προστατεύουν την σταθερότητα της συγκόλλησης στη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα και είναι ο λόγος για τον οποίο παραγγέλλονται συγκόλληση-βαθμών C70620 και C71520 αντί για τις βασικές ποιότητες.

Μηχανικές Ιδιότητες των Ανοπτόμενων Βαθμών

Τα παραπάνω στοιχεία είναι ελάχιστες τιμές για τη μαλακή (ανοπτημένη) κατάσταση όπως δημοσιεύονται για αυτούς τους βαθμούς και τις μορφές προϊόντων. οι μετρικές τιμές είναι ευθείες μετατροπές στο 1 ksi=6.895 MPa και είναι στρογγυλεμένες. Οι πραγματικές ιδιότητες ποικίλλουν ανάλογα με τη μορφή του προϊόντος, την ιδιοσυγκρασία και το μέγεθος του τμήματος, επομένως το ισχύον πρότυπο προϊόντος - για παράδειγμα ASTM B111/B111M για σωλήνα συμπυκνωτή ή ASTM B171/B171M για πλάκα - έχει πάντα προτεραιότητα έναντι ενός γενικού πίνακα σύγκρισης όπως αυτός.

Διάβρωση θαλασσινού νερού, αντοχή στη θερμότητα και θερμική επεξεργασία

Τα κράματα χαλκού-νικελίου αντέχουν στο θαλασσινό νερό, την άλμη, τις οργανικές ενώσεις, τα άλατα και τα αραιά μη-οξειδωτικά οξέα. Το CuNi 90/10 (C70600 και C7060X) είναι ένα κράμα χαλκού-νικελίου-σιδήρου με μικρή περιεκτικότητα σε μαγγάνιο που δίνει εξαιρετική αντοχή στο θαλασσινό νερό και στο υφάλμυρο νερό. Από τα εμπορικά κράματα χαλκού, το CuNi 70/30 (C71500, C71520) προσφέρει την καλύτερη αντίσταση στη διάβρωση σε υδάτινα περιβάλλοντα: ανθίσταται στα όξινα διαλύματα, είναι πολύ ανθεκτικό σε ρωγμές{14}}από τη διάβρωση και την πρόσκρουση και διατηρεί μεγαλύτερη αντοχή σε υψηλότερες πιέσεις. Το τροποποιημένο με σίδηρο- και μαγγάνιο-C71640 επιλέγεται όπου απαιτείται η υψηλότερη αντίσταση σε πρόσκρουση και διάβρωση άμμου με υψηλή ταχύτητα θαλασσινού νερού.

Η αντίσταση στη θερμότητα ακολουθεί το ίδιο μοτίβο. Η θερμική αντοχή του χαλκού αυξάνεται ακόμη και με μια μικρή προσθήκη νικελίου και οι προσθήκες σιδήρου βελτιώνουν τις μηχανικές ιδιότητες τόσο σε θερμοκρασία δωματίου όσο και σε υψηλή θερμοκρασία. Το CuNi10Fe1Mn (C70600) μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην κατασκευή δοχείων πίεσης έως 300 μοίρες και το CuNi30Mn1Fe (C71500) έως 350 μοίρες. πάνω από αυτά τα όρια η ισχύς μειώνεται αισθητά, ιδιαίτερα η αντοχή ερπυσμού και το όριο καταπόνησης ερπυσμού.

Η θερμική επεξεργασία συνήθως περιορίζεται σε μαλακή ανόπτηση και ανακούφιση από το στρες. Οι θερμοκρασίες ανόπτησης ανακρυστάλλωσης για κράματα CuNi ποικίλλουν σε ένα ευρύ φάσμα, περίπου 620 μοίρες έως 900 μοίρες, ανάλογα με το βαθμό ψυχρής εργασίας, την περιεκτικότητα σε νικέλιο και τα πρόσθετα συστατικά. Οι υψηλές θερμοκρασίες χρησιμοποιούνται με σύντομους χρόνους συνεχούς ανόπτησης και οι χαμηλές θερμοκρασίες με μεγάλους στατικούς κύκλους ανόπτησης. Η ανόπτηση ανακούφισης από το στρες πραγματοποιείται σε 280 μοίρες έως 500 μοίρες. Συνιστάται η ανόπτηση κάτω από προστατευτική ή ελαφρώς αναγωγική ατμόσφαιρα, επειδή μια ατμόσφαιρα που περιέχει αέρα-καθιστά το τουρσί απαραίτητο στη συνέχεια.

Εφαρμογές

Εγκαταστάσεις αφαλάτωσης: θερμαντήρες άλμης, δέσμες σωλήνων εξατμιστή και συμπυκνωτή, γραμμές εισαγωγής και απόρριψης θαλασσινού νερού.

Συστήματα σωληνώσεων θαλασσινού νερού, κυκλώματα νερού ψύξης του πλοίου και σωληνώσεις και εξαρτήματα υπεράκτιας πλατφόρμας.

Συμπυκνωτές παραγωγής ενέργειας και εναλλάκτες θερμότητας, συμπεριλαμβανομένων συμπυκνωτών πυρηνικών σταθμών.

Εναλλάκτης θερμότητας και σωλήνας συμπυκνωτή σε ASTM B111/B111M και ASME SB111, πλάκα και φύλλο στο ASTM B171/B171M, συγκολλημένος σωλήνας σε ASTM B466/B466M και ASTM B467 και σφυρήλατα εξαρτήματα βαλβίδας και αντλίας στα ASTM F67 και F4.

Χημικός εξοπλισμός όπως πύργοι απόσταξης, αντιδραστήρες και χιτώνια εναλλάκτη, όπου ο ωστενιτικός ανοξείδωτος χάλυβας κινδυνεύει από ρωγμές λόγω διάβρωσης από καταπόνηση χλωρίου-.

Σημεία Επιλογής, Κατασκευής και Επιθεώρησης

Η επιλογή πρέπει να ακολουθεί τη χημεία του νερού και την ταχύτητα ροής και όχι μόνο την τιμή. Το CuNi 90/10 ταιριάζει σε καθαρό θαλασσινό νερό σε μέτρια ταχύτητα. Τα CuNi 70/30 και C71640 επιλέγονται για υψηλότερη ταχύτητα, υψηλότερη φόρτιση άμμου ή μολυσμένο και θειούχο νερό-και για υψηλότερες πιέσεις σχεδιασμού όπου η πρόσθετη αντοχή τους είναι χρήσιμη. Για συγκολλημένη κατασκευή, παραγγείλετε την παραλλαγή χαμηλού-μόλυβδου, χαμηλής-ψευδαργύρου, χαμηλού{10}}θείου και δηλώστε την απαίτηση συγκόλλησης στην παραγγελία αγοράς.

Τυπικά σημεία επιθεώρησης για το εισερχόμενο υλικό είναι: επαλήθευση του αριθμού θερμότητας σε σχέση με το πιστοποιητικό δοκιμής του μύλου. αποτελέσματα εφελκυσμού, απόδοσης και επιμήκυνσης. χημική ανάλυση νικελίου, σιδήρου και μαγγανίου και τα υπολειμματικά όρια. Έλεγχος δινορευμάτων-ή υδροστατικού ρεύματος όπως απαιτείται από το πρότυπο προϊόντος για το σωλήνα. έλεγχοι διαστάσεων και πάχους{1}}τοίχων. και μια επιφάνεια απαλλαγμένη από άλατα, λιπαντικό και ενσωματωμένο σίδερο. Οι σωλήνες που προορίζονται για διαστολή κυλίνδρων σε φύλλα θα πρέπει επίσης να ελέγχονται για την καθαρότητα των άκρων, την ωοειδότητα και τη συνοχή της σκληρότητας.

FAQ

Ε: Ποια είναι η διαφορά μεταξύ C70600 και C70620;
Το C70620 είναι η έκδοση συγκόλλησης-του χαλκού-νικελίου 90/10. Φέρει την ίδια ονομαστική σύνθεση αλλά αυστηρότερα όρια σε μόλυβδο, ψευδάργυρο, φώσφορο, θείο και άνθρακα, έτσι ώστε οι συγκολλήσεις να παραμένουν υγιείς. Το C70600 είναι η τυπική κατηγορία που χρησιμοποιείται για σωλήνες, πλάκες και σωλήνες σε μη-συγκολλημένες ή εύκολα συγκολλήσιμες υπηρεσίες.

Ε: Είναι το C71500 το ίδιο με το CuNi 70/30;
Ναί. Το C71500 είναι η ονομασία UNS για το 70/30 κράμα χαλκού-νικελίου με περίπου 30% νικέλιο. Το C71520 είναι το αντίστοιχο της ποιότητας συγκόλλησης-με αυστηρότερα όρια υπολειμμάτων. Το CuNi 70/30 είναι η παραδοσιακή εμπορική ονομασία για την ίδια οικογένεια υλικών.

Ε: Ποια ποιότητα χαλκού-νικελίου πρέπει να χρησιμοποιείται για ψύκτες θαλασσινού νερού;
Για καθαρό θαλασσινό νερό σε μέτρια ταχύτητα, το 90/10 (C70600 ή C7060X) είναι η οικονομική επιλογή. Όπου η ταχύτητα, η περιεκτικότητα σε άμμο ή η ρύπανση είναι υψηλότερη ή όπου εφαρμόζεται υψηλότερη πίεση σχεδιασμού, προτιμάται το 70/30 (C71500/C71520) και το C71640 χρησιμοποιείται για τις πιο σοβαρές συνθήκες πρόσκρουσης και διάβρωσης.

Ε: Μπορούν να συγκολληθούν σωλήνες και σωλήνες από χαλκό-νικελίου;
Ναί. Όλες οι ποιότητες αυτής της οικογένειας συγκολλούνται εύκολα με διεργασίες τόξου αερίου βολφραμίου και μεταλλικού τόξου αερίου με ταιριαστό ή νικέλιο-χάλκινο μέταλλο πλήρωσης. Η προετοιμασία της άρθρωσης πρέπει να είναι καθαρή και στεγνή, η εισαγωγή θερμότητας θα πρέπει να ελέγχεται και τα υπολειμματικά όρια συγκόλλησης-θα πρέπει να καθορίζονται για κρίσιμες σωληνώσεις θαλασσινού νερού.

Ε: Ποια είναι η μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας αυτών των κραμάτων;
Το CuNi10Fe1Mn (C70600) χρησιμοποιείται μέχρι περίπου 300 βαθμούς στην κατασκευή δοχείων πίεσης και το CuNi30Mn1Fe (C71500) έως περίπου 350 μοίρες. Πάνω από αυτές τις θερμοκρασίες, η ισχύς ερπυσμού πέφτει απότομα, επομένως οι σχεδιασμοί υψηλών-θερμοκρασιών θα πρέπει να επαληθεύονται σε σχέση με την πραγματική καταπόνηση και τις απαιτήσεις ζωής.

Ε: Τι θερμοκρασία παρέχεται συνήθως για τον σωλήνα εναλλάκτη θερμότητας;
Ο σωλήνας συμπυκνωτή και εναλλάκτη θερμότητας παρέχεται συνήθως σε ανόπτηση (μαλακή) κατάσταση για να επιτρέπεται η διαστολή του κυλίνδρου σε φύλλα σωλήνων, με τη σκληρότητα και το μέγεθος κόκκων να ελέγχονται από το πρότυπο προϊόντος. Ορισμένα προϊόντα σε πλάκες, φύλλα και ράβδους παρέχονται ψυχρής κατεργασίας ή ως έλασης και οι ταινίες για κατασκευασμένα εξαρτήματα μπορούν να παραγγελθούν σε ενδιάμεσους χαρακτήρες.